ALMA anvender Sherlock Holmes metoder for at få den bedste visning endnu af sammenlægning af galakse

ALMA anvender Sherlock Holmes metoder for at få den bedste visning endnu af sammenlægning af galakser i fjernt univers

Ved hjælp af Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) og mange andre teleskoper på jorden og i rummet har et internationalt team af astronomer opnået den bedste visning endnu af en kollision, der fandt sted mellem to galakser, da universet kun var halvt dets nuværende alder. De anvender hjælp fra et forstørrelsesglas i galakseformat til at afsløre ellers usynlige detaljer. Disse nye undersøgelser af galaksen H ATLAS J142935.3 002836 har vist, at dette komplekse og fjerne objekt ligner den velkendte lokale galaksekollision, antennens galakser.

Den berømte fiktive detektiv Sherlock Holmes brugte en forstørrelseslinse til at afsløre knap synlige men vigtige beviser. Astronomer kombinerer nu kraften i mange teleskoper på jorden og i rummet [1] med en langt større form for kosmisk linse for at studere et tilfælde af kraftig stjernedannelse i det tidlige univers.

Figur 1 og 2: Sammenlægning af galakser i det fjerne univers gennem et tyngdekraftforstørrelsesglas. Dette billede kombinerer udsigten fra NASA / ESA Hubble Space Telescope og Keck II teleskopet på Hawaii (ved hjælp af adaptiv optik). Kredit: ESO / NASA / ESA / W. M. forudsagde i sin teori om generel relativitet, at lyset i lyset af tilstrækkelig masse ikke bevæger sig i en retlinie, men vil blive bøjet på samme måde som lys, der brydes af en normal linse. Forstørrelsesegenskaberne ved denne effekt gør det muligt for astronomer at studere objekter, som ikke ville være synlige ellers, og at sammenligne lokale galakser direkte med langt mere fjerntliggende, set da universet var signifikant yngre.

Men for disse gravitationslinser til at fungere, skal linse galaksen og den der er langt bag den, være meget nøjagtigt justeret.

Figur 3: Dette diagram viser, hvordan effekten af ​​gravitationslinser rundt om en normal galakse fokuserer lyset, der kommer fra en meget fjern stjerne, der danner galaksefusionen, for at skabe en forvrænget, men lysere visning. Kredit: ESO / M. Kornmesser

chancestilpasninger er ret sjældne og har tendens til at være svært at identificere. Hugo Messias har nyere studier vist, at ved at observere langt infrarøde og millimeter bølgelængder kan vi finde disse tilfælde meget mere effektivt. Selvom det er meget svagt i synlige lysbilleder, er det blandt de klareste gravitationslinsede objekter i det langt infrarøde regime, der hittides er fundet, selv om vi ser det på et tidspunkt, hvor universet var lige halvdelen af ​​dets nuværende alder.

Probing dette objekt var inden for grænsen af ​​hvad der er muligt, så det internationale team af astronomer startede en omfattende opfølgningskampagne ved hjælp af de kraftigste teleskoper både på jorden og i rummet, herunder NASA / ESA Hubble Space Telescope, ALMA, the Keck Observatory, Karl Jansky Very Large Array (JVLA) og andre. De forskellige teleskoper gav forskellige synspunkter, som kunne kombineres for at få det bedste indblik endnu i naturen af ​​dette usædvanlige objekt.

Fig. 4: Denne video tager seeren dybt ind i en tilsyneladende sparsomt besat region af Virgo konstellationen. Her i midten, der ligner mange andre svage pletter, er et bemærkelsesværdigt objekt, et tyngdepunktslinseret billede af en fjern galaksefusion. Kredit: ESO / Digitaliseret Sky Survey 2. Musik: movetwo

Hubble og Keck-billederne afslørede en detaljeret gravitationsindkaldt ring af lys omkring forgrundsgalaksen. Disse billeder med høj opløsning viste også, at linseformet galakse er en kant på diskgalaksen, der ligner vores galakse, væsken, der dækker dele af baggrundslyset på grund af de store støvskyder, den indeholder.

Men denne uklarhed er ikke et problem for ALMA og JVLA, da disse to faciliteter observerer himlen ved længere bølgelængder, som ikke påvirkes af støv. Ved hjælp af de kombinerede data opdagede holdet, at baggrundssystemet faktisk var en løbende sammenstød mellem to galakser. Fra dette tidspunkt begyndte ALMA og JVLA at spille en central rolle for yderligere at kendetegne dette objekt.

Især spores ALMA carbonmonoxid, som muliggør detaljerede undersøgelser af stjerneformeringsmekanismer i galakser. ALMA-observationerne tillod også bevægelsen af ​​materialet i det fjernere objekt, der skal måles. Dette var vigtigt for at vise, at det objektivede objekt faktisk er en igangværende galaktisk kollision, der danner hundredvis af nye stjerner hvert år, og at en af ​​de kolliderende galakser stadig viser tegn på rotation; en indikation på, at det var en diskgalakse lige før dette møde.

Figur 5: Dette kunstnerindtryk viser, hvordan effekten af ​​gravitationslinsering ved en mellemliggende galakse forstørrer, lyser og forvrider udseendet af en fjernbundet galakse langt bag den. Observatørens synsvinkel bevæger sig sidelæns, således at den fjerntliggende galaksefusion forekommer først til den ene side, hvor den er svag, og vises derefter lige bag forgrundsobjektet og bliver dramatisk forstørret, og dets samlede tilsyneladende lysstyrke stiger. Kredit: ESO / M. Kornmesser

Systemet af disse to kolliderende galakser ligner et objekt, der ligger meget tættere på os: antennens galakser. Dette er en spektakulær kollision mellem to galakser, som menes at have haft en diskstruktur i fortiden. Mens antennesystemet danner stjerner med kun få få hundrede tons af solens masse hvert år, bliver H1429 0028 mere end 400 gange solens masse af gas til nye stjerner hvert år. Denne smukke undersøgelse fanger en galakse-fusion, der er rød, da den udløser en ekstrem stjerneburst.

Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), en international astronomifacilitet, er et partnerskab mellem Europa, Nordamerika og Østasien i samarbejde med Republikken Chile. National Science Foundation (NSF) i samarbejde med Canadas National Research Council (NRC) og NIC (National Science Council of Taiwan) og i Østasien af ​​Japans nationale institutter for naturvidenskab (NINS) i samarbejde med Academia Sinica (AS) i Taiwan. ALMA konstruktion og operationer ledes på vegne af Europa af ESO på vegne af Nordamerika af National Radio Astronomy Observatory (NRAO), der forvaltes af Associated Universities, Inc. (AUI) og på vegne af Østasien af ​​National Astronomical Observatoriet for Japan (NAOJ). Det Fælles ALMA Observatorium (JAO) giver en ensartet ledelse og ledelse af ALMA’s opførelse, idriftsættelse og drift.

Denne forskning blev præsenteret i et dokument med titlen ‘Herschel ATLAS og ALMA HATLAS J142935.3 002836, en linseformet større fusion ved redshift 1.027’, af Hugo Messias et al., Der vises online den 26. august 2014 i tidsskriftet Astronomi Astrophysics.

Teamet består af Hugo Messias (Universidad de Concepcin, Chile, Centro de Astronoma e Astrofsica da Universidade de Lisboa, Portugal), Simon Dye (School of Physics and Astronomy, University of Nottingham, UK), Neil Nagar (Universidad de Concepcin, Chile), Gustavo Orellana (Universidad de Concepcin, Chile), R. Shane Bussmann (Harvard Smithsonian Center for Astrofysik, USA), Jae Calanog (Institut for Fysik Astronomi, Universitetet i Californien, USA), Helmut Dannerbauer (Universitet Wien, Institut fr Astrophysik, Østrig), Hai Fu (Astronomisk Institut, California Institute of Technology, USA), Edo Ibar (Astronoma Astrofsica, Pontificia Universidad Catlica de Chile, Chile), Andrew Inohara (Institut for Fysik Astronomi, University of California, USA ), RJ Ivison (Institut for Astronomi, Edinburgh Universitet, Royal Observatory, UK, ESO, Garching, Tyskland), Mattia Negrello (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Italien), Dominik A. Riechers artment, California Institute of Technology, USA; Department of Astronomy, Cornell University, USA), Yun Kyeong Sheen (Universidad de Concepcin, Barrio Universitario, Chile), Simon Amber (Det åbne universitet, Milton Keynes, Storbritannien), Mark Birkinshaw (HH Wills Physics Laboratory, University of Bristol, Storbritannien Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Nathan Bourne (Fysik og Astronomi, Nottingham Universitet, Storbritannien), Dave L. Clements (Astrofysikgruppe, Imperial College London, UK), Asantha Cooray (Institut for Fysik Astronomi, Universitet Californien, USA, Astronomiske Afdelingen, California Institute of Technology, USA), Gianfranco De Zotti (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Italien), Ricardo Demarco (Universidad de Concepcin, Barrio Universitario, Chile), Loretta Dunne (Institut for Fysik og Astronomi, Canterbury Universitet, New Zealand, Institut for Astronomi, Edinburgh Universitet, Royal Observatory, Storbritannien), Stephen Eales (Fysik og Astronomi, Cardiff University, UK), Simone Fleuren af matematiske videnskaber, University of London, UK), Roxana E. Lupu (Institut for Fysik og Astronomi, University of Pennsylvania, USA), Steve J. Maddox (Institut for Fysik og Astronomi, Canterbury Universitet, New Zealand; Institute for Astronomy, Edinburgh University, Royal Observatory, Storbritannien), Micha J. Michaowski (Institut for Astronomi, Edinburgh Universitet, Royal Observatory, Storbritannien), Alain Omont (Institut d ‘Astrophysique de Paris, UPMC Univ. Paris, Frankrig) , Kate Rowlands (Skolen for Fysik Astronomi, St Andrews Universitet, Storbritannien), Dan Smith (Center for Astrofysikforskning, Videnskabsteknologisk Forskningsinstitut, University of Hertfordshire, Storbritannien), Matt Smith (Fysik og Astronomi, Cardiff University, UK ) og Elisabetta Valiante (School of Physics and Astronomy, Cardiff University, UK).

Close Menu